匝道收費站過渡段長度取值探討

李金梅

（深圳高速工程顧問有限公司，廣東 深圳 518034）

0 引言

不同收費主體的高速公路之間及收費高速公路與不收費等級路之間，一般通過設(shè)置互通式立體交叉完成交通流轉(zhuǎn)換，互通立交的選型需綜合考慮收費系統(tǒng)的設(shè)置。當收費站設(shè)置在匝道上時，從匝道進入收費廣場將是一個路面變寬及橫坡變化的過程，下面就收費廣場過渡段長度取值進行探討。

1 超高設(shè)置的一般規(guī)定

圓曲線半徑小于規(guī)范規(guī)定的不設(shè)超高圓曲線最小半徑時，應(yīng)在曲線上設(shè)置超高[1]。超高設(shè)置的目的是為了平衡車輛在曲線上行使時產(chǎn)生的離心力、防止側(cè)向滑移，同時還有利于橫向排水。合理地設(shè)置超高，可以全部或部分抵消離心力，提高汽車在曲線上行駛的穩(wěn)定性與舒適性[2]。圓曲線所設(shè)置的超高值應(yīng)根據(jù)設(shè)計車速、圓曲線半徑、公路條件和自然條件等計算，并按運行速度檢查、驗算后確定[1]。

超高值變化時，要設(shè)置超高過渡段。超高過渡采用以匝道行車道中心或右側(cè)帶的右邊緣為旋轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)路面。超高過渡段長度應(yīng)根據(jù)設(shè)計車速、橫斷面的類型、旋轉(zhuǎn)軸的位置以及漸變率等因素計算確定，公式如下：

式中，Lc為超高過渡段長度，m；B為旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設(shè)路緣帶時為路緣帶）外側(cè)邊緣的寬度，m；Δi為超高坡度與路拱坡度代數(shù)差，%；p為超高漸變率，其取值詳見《公路路線設(shè)計規(guī)范》表11.3.5－1匝道超高漸變率。

2 匝道收費廣場過渡段設(shè)置的一般規(guī)定

根據(jù)《日本高速公路設(shè)計要領(lǐng)》，收費廣場標準寬向匝道標準寬過渡，漸變率應(yīng)小于1／3，轉(zhuǎn)角切線長標準值取10m。收費廣場直線段長度不應(yīng)小于70m，應(yīng)采用水泥混凝土路面。收費廣場位于半徑較小的曲線上時，應(yīng)放緩曲線內(nèi)側(cè)的漸變率，并增大轉(zhuǎn)折點圓滑曲線的半徑。

收費廣場上的橫坡，標準值為1.5%，最大值為2%。對于新建的匝道收費廣場，當寬度較小時，可以采用單向橫坡，但當收費廣場較寬時，從排水角度考慮，建議采用雙向路拱橫坡。

3 匝道收費廣場過渡段長度取值

匝道收費廣場過渡段一般是一個超高及寬度都變化的區(qū)間，取值時除從寬度變化考慮外，同時應(yīng)考慮超高變化，分別計算過渡段的長度，取較長者作為廣場過渡段。變寬過渡按照廣場收斂漸變率要求計算，超高過渡按現(xiàn)行路線規(guī)范提供的超高過渡段長度計算公式計算，然而式（1）中的B值一般被認為是個定量，但收費廣場過渡段中的B值是個變量，在這種情況下超高過渡段長度的計算，B取值就成為了一個問題。下面以某高速公路立交改造工程新建的出口收費站為例，探討收費廣場過渡段長度的取值。

為了便于集中管理和減少營運管理成本，以及節(jié)約用地，此匝道收費站在設(shè)計上收納了三根匝道的交通流，交通量較大。共設(shè)置ETC 通道3 條，MTC通道16條，綠色通道2條，直通車道2條，故而收費廣場總寬120.8m，其中F匝道設(shè)計終點距左側(cè)廣場邊線73.55m。收費廣場平面如示意圖1所示。

圖1 收費廣場示意圖

此收費廣場位于直線上，縱坡為0.6%，以D匝道設(shè)計線為廣場中線，路拱橫坡為1.5%。受設(shè)計控制因素的限制，F(xiàn)匝道左側(cè)a斷面處曲率半徑只有150m，超高采用4%，b斷面超高為1.5%。

下面以F匝道為例計算收費廣場超高加寬漸變段的長度：

a）加寬漸變段長度計算 取廣場收斂漸變率Lb／S＝3，a斷面至b 斷 面寬度變 化S＝73.55－5.25＝68.30（m），故加寬漸變段長度Lb＝3×68.30＝205（m）；

b）超高漸變段長度計算 收費廣場段匝道設(shè)計車速為40km ／h，繞中線旋轉(zhuǎn)，取超高漸變率p＝1／150，a斷面至b斷面超高變化Δi＝4%－1.5%＝2.5%，旋轉(zhuǎn)軸至行車道外側(cè)邊緣的寬度取a斷面至b斷面寬度的中間值B＝（5.25＋73.55）／2－0.75＝38.65 （m），故超高漸變段長度Lc＝BΔi／p＝38.65×2.5%×150＝145（m）；

c）超高加寬漸變段長度取值分析 由于a斷面至b斷面寬度是變化的，結(jié)合考慮路面排水，在超高加寬漸變段長度計算公式中B取兩個斷面的平均值進行計算，由于Lb＞Lc，故此收費廣場F匝道左側(cè)過渡段段長度L＝Lb＝205m。

4 結(jié)論

超高是道路幾何設(shè)計的重要內(nèi)容，合理的超高過渡能確保車輛受力變化連續(xù)和駕乘舒適安全。超高漸變率的取值直接影響行車的舒適性以及路面排水的通暢性，匝道收費廣場變寬段的超高漸變也不例外。然而現(xiàn)行的路線規(guī)范沒有對變寬段超高漸變長度計算作出要求，本文以實例工程為背景，提出了一種折中的計算模式，僅供類似工程參考。

[1]JTG D20—2006，公路路線設(shè)計規(guī)范[S].

[2]楊少偉.道路勘測設(shè)計[M].2版.北京：人民交通出版社，2004.

[3]日本道路公團.日本高速公路設(shè)計要領(lǐng)[M].交通部工程管理司譯制組，譯.西安：陜西旅游出版社，1991.